JP4023500B2

JP4023500B2 - イヤホンアンテナ

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Publication number: JP4023500B2
Application number: JP2005167725A
Authority: JP
Inventors: 功高吉野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-08-03
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2025-06-08
Also published as: KR101120198B1; TWI272741B; EP1624586B1; EP1624586A1; CN1758480B; DE602005002886T2; US20060028383A1; JP2006074727A; KR20060049030A; CN1758480A; DE602005002886D1; TW200627707A; US7064720B2

Description

本発明は、人体に装着して使用される携帯型無線機のイヤホンアンテナに関する。

従来より、人体に装着して使用されるページャ、ラジオ受信機や液晶テレビジョン受像機などの携帯型無線機において、ロッドアンテナやイヤホンへ音声信号を伝送する信号線をアンテナとして利用するイヤホンアンテナが使用されている。

特開２００３−１６３５２９号公報

ところで、ロッドアンテナやイヤホンアンテナを使用する携帯型無線機では、人体に装着して使用する際に、人体への装着によりアンテナの性能劣化が著しく、映像などの情報量の多い信号を扱うテレビ放送のような場合、十分な受信感度が得られないという問題があった。

特に、イヤホンへ音声信号を伝送する信号線をアンテナとして利用するイヤホンアンテナは、イヤホンや信号線が直接人体に触れるので、人体がアンテナを通じて無線機に大きな影響を及ぼし、受信の安定性を大きく損なうという問題点があった。

また、例えば日本におけるテレビジョン放送では９０〜１０８ＭＨｚ（１〜３ｃｈ）、１７０〜２２２ＭＨｚ（４〜１２ｃｈ）のＶＨＦ帯域と、４７０〜７７０ＭＨｚ（１３〜６２ｃｈ）のＵＨＦ帯域が使用されているので、テレビジョン放送を受信する液晶テレビジョン受像機では９０〜７７０ＭＨｚという極めて広帯域の高周波信号を受信する必要があり、従来のロッドアンテナやイヤホンアンテナでは、固定式のアンテナに比べて性能が劣っており、必要とする周波数範囲で十分な感度を確保することが極めて困難であった。

また、これまであるイヤホンアンテナは、通常のイヤホンを使用するために著しく感度の低いものか、または、イヤホンの信号線に別のアンテナ線を挿入して特殊構造になっているか、一体成形のために分離できない構造となっていた。

そこで、本発明の目的は、上述の如き従来の問題点に鑑み、人体の影響を軽減し、受信の安定性を確保し、しかも、イヤホン部を交換自在としたイヤホンアンテナを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、高周波信号を通す中心導体を絶縁体で被覆し、さらに、シールド線で被覆してなる同軸線と絶縁被覆された音声信号用の信号線及びヘッドホン検出用信号線とからなり、一端が多極ジャックを介して無線機本体に接続される同軸ケーブルと、上記同軸ケーブルの他端に設けられ、音声信号と高周波信号とを分離する回路素子が設けられ基板を有する接続ブロックと、上記接続ブロックに接続されるイヤホンケーブルを介して音声信号が供給されるイヤホンを備えるイヤホン部とを備え、上記イヤホンケーブルを着脱自在に接続するピンジャックコネクタを上記接続ブロックに設け、上記イヤホン部を着脱自在とし、上記イヤホン部を取り外した状態でもアンテナとして機能するメアンダ状のパターンを上記基板上に設け、
上記イヤホンケーブルと、上記メアンダ状のパターンと、上記シールド線と、上記音声信号用の信号線及び上記ヘッドホン検出用信号線とがテレビジョン放送受信用のアンテナとして機能する構成としたことを特徴とする。

また、本発明に係るイヤホンアンテナは、上記イヤホン部に代えてスピーカーが上記ピンジャックコネクタを介して上記接続ブロックに接続される。

また、本発明に係るイヤホンアンテナは、上記イヤホン部に代えてロッドアンテナが上記ピンジャックコネクタを介して上記接続ブロックに接続される。

また、本発明に係るイヤホンアンテナにおいて、上記ピンジャックコネクタは、上記イヤホンケーブルを着脱自在に連動して開閉し、上記イヤホンケーブルの着脱状態を検出するスイッチを備え、上記ヘッドホン検出用信号線は上記スイッチに接続されると共に、上記イヤホンケーブルと、上記メアンダ状のパターンと、上記シールド線と、上記音声信号用の信号線とがテレビジョン放送受信用のアンテナとして機能する構成としたことを特徴とする。

本発明に係るイヤホンアンテナでは、高周波信号を通す中心導体を絶縁体で被覆し、さらに、シールド線で被覆してなる同軸線と絶縁被覆された音声信号用の信号線及びヘッドホン検出用信号線とからなり、一端が多極ジャックを介して無線機本体に接続される同軸ケーブルと、上記同軸ケーブルの他端に設けられ、音声信号と高周波信号とを分離する回路素子が設けられ、メアンダ状のパターンが設けられた基板を有する接続ブロックと、上記接続ブロックに接続されるイヤホンケーブルを介して音声信号が供給されるイヤホンを備えるイヤホン部とを備え、上記メアンダ状のパターンがイヤホン部を取り外した状態でもアンテナとして機能するのに加え、上記イヤホンケーブルと、上記メアンダ状のパターンと、シールド線と、音声信号用の信号線及びヘッドホン検出用信号線とがテレビジョン受信用のアンテナとして機能するため、人体の影響を軽減し、受信の安定性を確保することができ、しかも、上記イヤホンケーブルを着脱自在に接続するピンジャックコネクタを上記接続ブロックに設け、上記イヤホン部を着脱自在としたので、イヤホン部が交換自在で、通常のイヤホンを使用することができる。また、本発明に係るイヤホンアンテナでは、上記イヤホン部に代えてスピーカやロッドアンテナを上記ピンジャックコネクタを介して上記接続ブロックに接続することができる。

従って、本発明によれば、人体の影響を軽減し、受信の安定性を確保し、しかも、イヤホン部を交換自在としたイヤホンアンテナを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。

本発明は、例えば図１に示すような構成の液晶テレビジョン受像機１００に適用される。

この図１に示す液晶テレビジョン受像機１００において、本発明に係るイヤホンアンテナ１０は、ピンジャックコネクタ１１０を介して受像器本体１２０に接続される。

イヤホンアンテナ１０は、一端が５極ピンジャックコネクタ１１０を介して受像機本体１２０に接続される同軸ケーブル２０と、この同軸ケーブル２０の他端に接続された接続ブロック３０と、この接続ブロック３０に設けられたピンジャックコネクタ１３０を介して接続される２本のイヤホンケーブル４１，４２の先端に設けられたステレオイヤホン４０Ｌ，４０Ｒを備えるイヤホン部４０からなる。

ピンジャックコネクタ１３０は、図２に示すように、オーディオＬチャンネル（Ｌ）、オーディオＲチャンネル（Ｒ）及びグランド（Ｇｎｄ）の３種類のラインが接続されるそれぞれ３極のピン１３０Ａとジャック１３０Ｂからなる。

また、ピンジャックコネクタ１１０は、図３に示すように、アンテナ（Ａｎｔ）、ヘッドホン検出（検出）、オーディオＬチャンネル（Ｌ）、オーディオＲチャンネル（Ｒ）及びグランド（Ｇｎｄ）の５種類のラインが接続されるそれぞれ５極のピン１１０Ａとジャック１１０Ｂからなる。

受像器本体１２０には、図４に示すように、チューナ部１２１、このチューナ部１２１に接続された中間周波信号処理部１２２、この中間周波信号処理部１２２に接続された映像信号処理部１２３及び音声信号処理部１２５、上記映像信号処理部１２３に接続された液晶表示部１２４、上記ピンジャックコネクタ１１０を構成するジャック１１０Ｂが設けられている。

この液晶テレビジョン受像機１００において、上記ジャック１１０Ｂは、図３に示すように、５個の可動端子１，２，５，６，７と２つの固定端子３，４を備え、図４に示すように、可動端子７がアンテナ端子（Ａｎｔ）としてチューナ部１２１に接続されており、また、可動端子２，５が、オーディオＬチャンネル端子（Ｌ）、オーディオＲチャンネル端子（Ｒ）として音声信号処理部１２５に接続されている。また、可動端子６はヘッドホン検出端子として、ヘッドホン検出部１２６に接続されている。可動端子１は、無線機の共通グランド端子（Ｇｎｄ）として無線機本体の基板のＧＮＤに接続されている。固定端子３，４は、ピンの固定用の端子である。

なお、図示しないが、可動端子７とチューナ部１２１との間には、通常、静電破壊防止のために１０００ｐＦ程度の容量のコンデンサが挿入されている。

上記同軸ケーブル２０は、図５に示すように、高周波信号を通す中心導体２１を絶縁体２２で被覆し、さらに、シールド線２３で被覆してなる同軸線２４と絶縁被覆された音声信号用の信号線２５Ｌ，２５Ｒ及びヘッドホン検出用信号線２５Ｃが、その同軸線を巻くように構成されており、その外側に絶縁のジャケットがかけられた構成となっている。そして、この同軸ケーブル２０は、上記同軸線２４の中心導体２１及びシールド線２３、音声信号用の信号線２５Ｌ，２５Ｒ及びヘッドホン検出用信号線２５Ｃに接続された５極のピン１１０Ａが一端側に設けられている。また、この同軸ケーブル２０の他端側には、上記中心導体２１、シールド線２３、音声信号用の信号線２５Ｌ，２５Ｒ、ヘッドホン検出用信号線２５Ｃに接続された接続ブロック３０が設けられている。

接続ブロック３０は、図６に示すように、中央に設けられたグランドパターン３１、このグランドパターン３１の両側に設けられたステレオ音声信号の伝送ラインパターン３２Ｌ，３２Ｒ、上記グランドパターン３１の先端側に設けられた３つの接続ランド３３Ｌ，３３Ｒ，３３Ｃ、及び、上記グランドパターン３１の片側に設けられた接続ランド３３Ｄが形成された基板３４を備える。この基板３４には、上記ステレオ音声信号の伝送ラインパターン３２Ｌ，３２Ｒの先端部分を上記接続ランド３３Ｌ，３３Ｒと接続する高周波チョーク３５Ｌ，３５Ｒ、上記グランドパターン３１を上記接続ランド３３Ｃと接続する高周波チョーク３５Ｃ、上記接続ランド３３Ｌと上記接続ランド３３Ｃとを接続するチップコンデンサ３６Ｌ、上記接続ランド３３Ｒと上記接続ランド３３Ｃとを接続するチップコンデンサ３６Ｒ、上記接続ランド３３Ｃと上記接続ランド３３Ｄとを接続するチップコンデンサ３６が実装されている。

また、上記基板３４に形成されている音声信号の伝送ラインパターン３２Ｌ，３２Ｒは、高周波的にグランドと一体化を図るために上記グランドパターン３１にチップコンデンサ３７Ｌ，３７Ｒを介して接続されている。

ここで、ピンジャックコネクタ１３０のジャック１３０Ｂは、図２に示すように、オーディオＬチャンネル（Ｌ）接続用のＬ端子２‘、オーディオＲチャンネル（Ｒ）接続用のＲ端子３‘及びグランド（Ｇｎｄ）用のグランド端子１‘を備える。

そして、上記接続ブロック３０には、音声信号を伝達するためにコネクタジャック１３０Ｂが設けられており、図６及び図７に示すように、左側イヤホン４０Ｌに左側音声信号を供給するために左側の伝送ラインパターン３２Ｌと高周波チョーク３５Ｌで接続されているランド３３Ｌとコネクタジャック１３０ＢのＬ端子２‘が固定されるＬランド３９Ｌが接続されている。また、右側イヤホン４０Ｒに右側音声信号を供給するために右側の伝送ラインパターン３２Ｒと高周波チョーク３５Ｒで接続されているランド３３Ｒとコネクタジャック１３０ＢのＲ端子３‘が固定されるＲランド３９Ｒが接続されている。両イヤホン４０Ｌ，４０Ｒのグランドとなる接続ランド３３Ｃとコネクタジャック１３０Ｂのグランド端子１‘が固定されるグランドランド３８と接続されている。この接続ランド３３Ｃは、高周波的には、アンテナとなっており、この部分に図６及び図７にあるようにメアンダ状のパターン６０を形成することにより、イヤホン部４０のコネクタピン１３０Ａを抜いた状態でもアンテナとして機能するようになっている。

ここで、図７は、上記接続ブロック３０上に形成されている電気的な回路構成を示している。

また、この接続ブロック３０には、上記同軸ケーブル２０が次のように接続されている。

すなわち、上記基板３４に形成されている音声信号の伝送ラインパターン３２Ｌ，３２Ｒに上記同軸ケーブル２０の左側音声信号線２５Ｌ及び右側音声信号線２５Ｒが接続され、また、グランドパターン３１にヘッドホン検出用信号線２５Ｃが接続されている。また、上記グランドパターン３１には、上記同軸ケーブル２０の同軸構造をなす同軸線２０の中心導体２１及びシールド線２３が上記グランドパターン３１上に載置され、シールド線２３がグランドパターン３１に接続され、中心導体２１の先端が上記接続ランド３３Ｄと接続されている。

なお、上記接続ランド３３Ｃと上記接続ランド３３Ｄとを接続するチップコンデンサ３６は、上述の可動端子７とチューナ部１２１との間に挿入される静電破壊防止のための図示しないコンデンサで代用することができ、この場合、上記同軸ケーブル２０の同軸構造をなす中心導体２１の先端が上記接続ランド３３Ｃと直接接続される。

ここで、この実施の形態において、上記高周波チョーク３５Ｌ，３５Ｒ，３５Ｃとしては、フェライトビーズ、例えば村田製作所製ＢＬＭ１８ＨＤ１０２ＳＮ１サイズ１６０８が使用されている。このフェライトビーズを用いた高周波チョーク３５Ｌ，３５Ｒ，３５Ｃは、２０ｋＨｚ以下の周波数帯域の音声信号に対してはローインピーダンスとなり、高周波信号に対してはハイインピーダンスとなって、高周波信号の通過を阻止する。また、各チップコンデンサ３６Ｌ，３６Ｒ、３７Ｌ，３７Ｒは、それぞれ１０００ｐＦの容量を有するものが使用され、２０ｋＨｚ以下の周波数帯域の音声信号に対してはハイインピーダンスとなって、音声信号の通過を阻止し、高周波信号に対してはローインピーダンスとなる。これらは、音声信号と高周波信号を分離する回路素子として機能する。

このイヤホンアンテナ１０は、接続ブロック３０にイヤホン部４０を装着した状態で、２本のイヤホンケーブル４１，４２及び上記接続ブロック３０上のメアンダ状のパターン６０と、上記同軸線２４のシールド線２３、及び音声信号用の信号線２５Ｌ，２５Ｒ、及びヘッドホン検出用信号線２５Ｃとでスリーブアンテナを構成しており、ＶＨＦ帯の１００ＭＨｚで共振するスリーブアンテナとして機能し、また、２００ＭＨｚは、１λのスリーブアンテナとして機能し、さらに、ＵＨＦにおいては、１００ＭＨｚ及び２００ＭＨｚの高調波励振（３倍波、５倍波、７倍波）を利用することができる。

また、このイヤホンアンテナ１０では、接地ブロック３０にイヤホン部４０を着脱することができ、イヤホン部４０を抜いた状態でも上記接続ブロック３０上のメアンダ状のパターン６０と上記同軸線２４のシールド線２３及び信号線２５Ｌ，２５Ｒ，２５Ｃでスリーブアンテナとして機能する。また、基板３４上の接続ランド３３Ｃに形成したメアンダ状のパターン６０の長さを調節することで、受信できる周波数も可変することができる。
また、基板３４上にメアンダ状のパターン６０を形成する以外にも接続ランド３３Ｃにコイルなどを接続することも可能であり、この場合も同様な効果を得ることができる。

また、この発明の適用できるアンテナは、上記例以外でも可能であり、イヤホン部４０に音声と高周波信号を重畳させてかつ、同軸ケーブル２０を使用して、ダイポールアンテナを構成したような場合にも適用可能である。

接続ブロック３０に設けたピンジャックコネクタ１３０部分でイヤホン部４０をイヤホンアンテナ１０から切り離すことで、イヤホン部４０を自由に選んで使用することが可能となり、今まで、耳のサイズが合わずに困っていた利用者の利便性の向上を図ることが能となる。また、このイヤホンアンテナ１０は、イヤホン部４０を取った状態でもアンテナとして機能するので、例えば図８に示すように、コネクタジャック１３０Ｂにミュート端子４’を持ったものを採用し、ヘッドホン検出用信号線２５Ｃを上記の音声用信号線２５Ｌ，２５Ｒと同様な方法で、コネクタジャック１３０Ｂのミュート端子４’に接続することで、ミュート機能を持った携帯端末においてイヤホンのありなしを検出して、テレビジョン放送をみたい場合に、内蔵のスピーカーからの音声出しが可能となる。また、図９のＡに示すように、イヤホン部４０の代わりに外部スピーカー１４０を上記ピンジャックコネクタ１３０を介して上記接続ブロック３０に接続することも可能であり、内蔵スピーカーを持っていないような携帯端末においてもスピーカーとアンテナの機能を満足することも可能である。また、このイヤホンアンテナ１０は、イヤホン部４０がなくても、スリーブアンテナとして機能するが、図９のＢに示すように、上記イヤホン部４０に代えてロッドアンテナ１５０を上記ピンジャックコネクタ１３０を介して上記接続ブロック３０に接続するとも可能であり、上記ロッドアンテナ１５０及び上記接続ブロック３０上のメアンダ状のパターン６０と上記同軸線２４のシールド線２３及び信号線２５Ｌ，２５Ｒ，２５Ｃでスリーブアンテナとして機能し、この場合は、イヤホン部４０がない場合にくらべ、感度の向上を図ることが可能となる。

本発明を適用した液晶テレビジョン受像機の構成を示す図である。上記液晶テレビジョン受像機のイヤホンアンテナにイヤホン部を接続するピンジャックコネクタの構成を示す図である。上記液晶テレビジョン受像機において受像機本体とイヤホンアンテナとを接続するピンジャックコネクタの構成を示す図である。上記受像器本体の構成を示すブロック図である。上記イヤホンアンテナを構成する同軸ケーブルの構造を示す図である。上記イヤホンアンテナを構成する接続ブロックの構成を示す図である。上記イヤホンアンテナの電気的な構成を示す回路構成図である。上記液晶テレビジョン受像機のイヤホンアンテナにイヤホン部を接続するピンジャックコネクタの他の構成例を示す図である。上記ピンジャックコネクタを介して上記接続ブロックに、上記イヤホン部に代えて外部スピーカーを接続する状態（Ａ）及びロッドアンテナを接続する状態（Ｂ）を示す図である。

符号の説明

１，２，５，６，７可動端子、３，４固定端子、１‘ グランド端子、２‘ Ｌ端子、３‘ Ｒ端子、４‘ ミュート端子、１０イヤホンアンテナ、２０同軸ケーブル、２１中心導体、２２絶縁体、２３シールド線、２４同軸線、２５Ｌ，２５Ｒ音声信号用の信号線、２５Ｃヘッドホン検出用信号線、３０接続ブロック、３１グランドパターン、３２Ｌ，３２Ｒステレオ音声信号の伝送ラインパターン、３３Ｌ，３３Ｒ，３３Ｃ，３３Ｄ接続ランド、３４基板、３５Ｌ，３５Ｒ，３５Ｃ高周波チョーク、３６，３６Ｌ，３６Ｒ，３７Ｌ，３７Ｒチップコンデンサ、３８グランドランド、３９ＬＬランド、３９ＲＲランド、４０イヤホン部、４０Ｌ，４０Ｒステレオイヤホン、４１，４２イヤホンケーブル、６０メアンダ状のパターン、１００液晶テレビジョン受像機、１１０ピンジャックコネクタ、１１０Ａピン、１１０Ｂジャック、１２０受像器本体、１２１チューナ部、１２２中間周波信号処理部、１２３映像信号処理部、１２４液晶表示部、１２５音声信号処理部、１２６ヘッドホン検出部、１３０ピンジャックコネクタ、１３０Ａピン、１３０Ｂジャック、１４０外部スピーカー、１５０ロッドアンテナ

Claims

高周波信号を通す中心導体を絶縁体で被覆し、さらに、シールド線で被覆してなる同軸線と絶縁被覆された音声信号用の信号線及びヘッドホン検出用信号線とからなり、一端が多極ジャックを介して無線機本体に接続される同軸ケーブルと、上記同軸ケーブルの他端に設けられ、音声信号と高周波信号とを分離する回路素子が設けられ基板を有する接続ブロックと、上記接続ブロックに接続されるイヤホンケーブルを介して音声信号が供給されるイヤホンを備えるイヤホン部とを備え、
上記イヤホンケーブルを着脱自在に接続するピンジャックコネクタを上記接続ブロックに設け、上記イヤホン部を着脱自在とし、
上記イヤホン部を取り外した状態でもアンテナとして機能するメアンダ状のパターンを上記基板上に設け、
上記イヤホンケーブルと、上記メアンダ状のパターンと、上記シールド線と、上記音声信号用の信号線及び上記ヘッドホン検出用信号線とがテレビジョン放送受信用のアンテナとして機能する構成としたことを特徴とするイヤホンアンテナ。
上記イヤホン部に代えてスピーカが上記ピンジャックコネクタを介して上記接続ブロックに接続されることを特徴とする請求項１記載のイヤホンアンテナ。
上記イヤホン部に代えてロッドアンテナが上記ピンジャックコネクタを介して上記接続ブロックに接続されることを特徴とする請求項１記載のイヤホンアンテナ。
上記ピンジャックコネクタは、上記イヤホンケーブルを着脱自在に連動して開閉し、上記イヤホンケーブルの着脱状態を検出するスイッチを備え、上記ヘッドホン検出用信号線は上記スイッチに接続されると共に、上記イヤホンケーブルと、上記メアンダ状のパターンと、上記シールド線と、上記音声信号用の信号線とがテレビジョン放送受信用のアンテナとして機能する構成としたことを特徴とする請求項１記載のイヤホンアンテナ。